專利名稱：煤氣與空氣射流混合多孔體中預(yù)熱燃燒的熱風(fēng)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱風(fēng)爐，特別是為煉鐵高爐提供高溫高壓的鼓風(fēng)，或?yàn)橐话愎I(yè)加熱提供工藝所需熱風(fēng)的一種煤氣與空氣射流混合多孔體中預(yù)熱燃燒的熱風(fēng)爐。
背景技術(shù)：
目前，高爐熱風(fēng)爐已經(jīng)進(jìn)入頂燃式熱風(fēng)爐時代，從節(jié)能降耗上考慮要求高爐鼓風(fēng)向高風(fēng)溫方向發(fā)展，尤其是在燃燒低熱值高爐煤氣下獲得高熱風(fēng)溫度，且還要達(dá)到一定的熱效率，而最終實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、環(huán)保、增產(chǎn)的目的。熱風(fēng)爐要實(shí)現(xiàn)高效與高風(fēng)溫，關(guān)鍵在于其燃燒過程與傳熱過程能否達(dá)到高強(qiáng)度燃燒與高效率傳熱，且二者能否恰當(dāng)而有效地結(jié)合起來，于是就涉及到熱風(fēng)爐的燃燒裝置與蓄熱-換熱裝置?？v觀目前使用的各種氣體燃燒裝置，均以煤氣與空氣在燃燒空間中混合、預(yù)熱、著火燃燒模式為主，這種模式存在混合不均、燃燒不完全、燃燒室空間大、燃燒器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、燃燒氣流組織不當(dāng)(氣流分布不均)、燃燒氣流特征隨負(fù)荷變動(即可控性差)等問題。相反，若跳出燃燒室中氣流混合燃燒的模式， 利用煤氣與空氣在管道中混合，在多孔體中預(yù)熱完成燃燒過程，以實(shí)現(xiàn)真正意義上的無焰燃燒模式。這必然導(dǎo)致進(jìn)入蓄熱體的煙氣流場更加均溫均流，且不受負(fù)荷變動的影響。同時，燃燒器的結(jié)構(gòu)因去掉了復(fù)雜的燃燒器噴嘴的特殊結(jié)構(gòu)而大為簡化，而無焰燃燒省去了有焰燃燒的燃燒空間，使得熱風(fēng)爐的制作成本也會明顯下降，更由于省去了燃燒器用的抗熱震磚，熱風(fēng)爐燃燒器對耐材的要求大為下降。這樣就在熱風(fēng)爐中實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度的無焰燃燒過程，且通過格子磚調(diào)壓均流和增強(qiáng)傳熱的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了均勻高效的傳熱-蓄熱過程。對這種熱風(fēng)爐而言，由于去掉了空間燃燒室格子磚蓄熱體幾乎充滿了熱風(fēng)爐的內(nèi)空間，在相同熱值的煤氣下，其燃燒溫度會提高(減少散熱與自身預(yù)熱效果)，且部分燃燒過程還會在蓄熱體中進(jìn)行，這也增加了蓄熱體的高溫蓄熱，因而有利于在低熱值煤氣燃燒溫度不高(約 1400°C左右)的前提下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高熱風(fēng)溫度(1350°C)。由于燃燒溫度能控制在1400°C上下就不會引起氮氧化物的大量生成，有利于減少環(huán)境污染和防止?fàn)t殼的晶間腐蝕。這也正是采用射流預(yù)混多孔體中無焰燃燒的重要目的之一。這里提出一種結(jié)構(gòu)簡單的射流混合多孔體中無焰燃燒的新型頂燃式熱風(fēng)爐，其混合氣體進(jìn)氣管上設(shè)置射流混合裝置使煤氣與空氣在其中快速預(yù)混后進(jìn)入無焰燃燒室的多孔體中，借助多孔體在上一個周期中的高溫蓄熱而被預(yù)熱后著火燃燒。由于多孔體大量的接觸面(其單位體積交換面積在120 200平方米)使得燃燒過程能快速且充分地完成， 且同時借助于多孔體混流均壓的作用而形成向下進(jìn)入格子磚蓄熱體的均勻煙氣流場。由于蓄熱室中的格子磚是無焰燃燒室多孔體的自然向下延伸，其中傳熱與蓄熱過程也能均勻有效地進(jìn)行，一直到流入冷風(fēng)室為止。顯然，在有限空間中利用多孔材料特征實(shí)現(xiàn)快速預(yù)熱與燃燒，能有效降低過量空氣系數(shù)、提高燃燒溫度與燃燒強(qiáng)度、進(jìn)而極大地簡化燃燒器結(jié)構(gòu)與減輕燃燒器重量。由于預(yù)混燃燒過程在更為絕熱的多孔體中進(jìn)行，其溫度更接近理論燃燒溫度，因而在送風(fēng)過程中熱風(fēng)溫度也會得到提高。這就在較低燃燒溫度下實(shí)現(xiàn)高的熱風(fēng)溫度。同時，無焰燃燒室中多孔體在送風(fēng)結(jié)束后的殘余蓄熱也能為接下來的燃燒過程提供高溫環(huán)境而使燃燒過程得以強(qiáng)化，以上所述的這種煤氣與空氣射流混合多孔體中預(yù)熱燃燒的熱風(fēng)爐至今還未見有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種煤氣與空氣射流混合多孔體中預(yù)熱燃燒的熱風(fēng)爐，可有效解決熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣體混合不均勻，燃燒不充分，污染環(huán)境、浪費(fèi)能源的問題。本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，鋼制外殼內(nèi)裝有不同規(guī)格的耐火材料砌筑而成的瓶狀結(jié)構(gòu)承壓的燃燒容器，燃燒容器由鍾罩形的無焰燃燒室、多孔組合塊體、射流預(yù)混器、錐筒狀蓄熱室、圓筒狀蓄熱室、圓形杯狀的冷風(fēng)室、爐箅子及支撐組成，無焰燃燒室內(nèi)有多孔組合塊體，在無焰燃燒室的豎直墻體上垂直熱風(fēng)爐軸線方向設(shè)置預(yù)混氣進(jìn)氣管，預(yù)混氣進(jìn)氣管通過射流預(yù)混器與煤氣進(jìn)氣管和空氣進(jìn)氣管相連；預(yù)混氣進(jìn)氣管在進(jìn)入無焰燃燒室空間之前氣流通道由圓形截面變化為矩形截面，截面的高寬比為2 4，預(yù)混氣進(jìn)氣管的進(jìn)氣口內(nèi)設(shè)有分隔導(dǎo)流塊，數(shù)目為3 10個；預(yù)混氣進(jìn)氣管與無焰燃燒室徑向夾角為0° 90° ； 無焰燃燒室墻體上布置有垂直于熱風(fēng)爐軸線的安裝在拱頂上與熱風(fēng)爐同軸心的熱風(fēng)出口管；無焰燃燒室下部與錐筒狀蓄熱室對接，錐筒狀蓄熱室中裝填有第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體(又稱抗粘附耐高溫蓄熱格子磚)，第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體的格孔是上部直徑大而下部直徑小的錐孔結(jié)構(gòu)，上下孔徑差為3 10mm，格孔的孔間距與格孔直徑之比 (1. 75，第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體上有與格孔之間互通的溝槽或圓形凹槽，構(gòu)成格孔與格孔之間互通結(jié)構(gòu)，錐筒狀蓄熱室下面為圓筒狀蓄熱室，圓筒狀蓄熱室內(nèi)堆砌有與第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體結(jié)構(gòu)相同的第二格子磚蓄熱體，用粘土質(zhì)耐材制作，耐溫程度控制在< 800°C，圓筒狀蓄熱室下面是冷風(fēng)室，冷風(fēng)室墻體上接有煙氣排出管和冷風(fēng)進(jìn)口管；第二格子磚蓄熱體置于爐箅子上，爐箅子下部有支撐爐箅子的支柱，支柱固定在熱風(fēng)爐的剛性底座上，蓄熱體能起到煙氣流的均壓均流作用和增強(qiáng)傳熱的作用。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)煤氣與空氣經(jīng)射流混合，其混合后進(jìn)入無焰燃燒室中的多孔組合塊體中完成混合氣體的高溫預(yù)熱與集中，且快速穩(wěn)定的高強(qiáng)度燃燒，從而有效解決了低熱值煤氣燃燒不穩(wěn)定、燃燒強(qiáng)度弱、燃燒溫度低等關(guān)鍵問題；將煤氣與空氣間的邊混合邊燃燒的占用大量燃燒空間的長焰燃燒方式改變?yōu)轭A(yù)混氣流借助于多孔組合塊體的大接觸表面預(yù)熱混合氣的無焰燃燒方式。由于多孔組合塊體的調(diào)壓均流作用而使煙氣以分布均勻的氣流進(jìn)入其下的第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體和第二格子磚蓄熱體，有效提高了氣流的傳熱效果與格子磚的利用率。鑒于燃燒過程集中在無焰燃燒室中完成，其下的空間就是蓄熱室與冷風(fēng)室，這樣就極大地節(jié)省了熱風(fēng)爐的空間，有效降低了熱風(fēng)爐的制作成本。顯然，采用這種多孔體中無焰燃燒方式既提高了燃燒過程的完全程度而省去了燃燒室，又實(shí)現(xiàn)了一定程度的自身預(yù)熱(主要在送風(fēng)轉(zhuǎn)為燃燒的初期)而省去了煤氣與空氣的預(yù)熱裝置。因此，該熱風(fēng)爐相對于其他采用氣體燃燒類型的燃燒器的熱風(fēng)爐，在簡單的結(jié)構(gòu)下實(shí)現(xiàn)了預(yù)混氣流多孔體中高溫預(yù)熱與高強(qiáng)度燃燒的燃燒方式、改善蓄熱室格子磚的傳熱與蓄熱效果，從而在同等條件下實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)溫度的大幅提升。


圖1為本發(fā)明的剖面主視圖。圖2為本發(fā)明圖1中A-A部截面圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明。由圖1-圖2給出，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是，鋼制外殼內(nèi)裝有不同規(guī)格的耐火材料砌筑而成的瓶狀結(jié)構(gòu)承壓的燃燒容器，燃燒容器由鍾罩形的無焰燃燒室1、多孔組合塊體19、射流預(yù)混器6、錐筒狀蓄熱室2、圓筒狀蓄熱室10、圓形杯狀的冷風(fēng)室11、爐箅子14及支撐15組成，無焰燃燒室1內(nèi)有多孔組合塊體19，在無焰燃燒室1的豎直墻體上垂直熱風(fēng)爐軸線方向設(shè)置預(yù)混氣進(jìn)氣管5，預(yù)混氣進(jìn)氣管通過射流預(yù)混器6與煤氣進(jìn)氣管7和空氣進(jìn)氣管8相連；預(yù)混氣進(jìn)氣管5在進(jìn)入無焰燃燒室1空間之前氣流通道由圓形截面變化為矩形截面，截面的高寬比為2 4，預(yù)混氣進(jìn)氣管的進(jìn)氣口內(nèi)設(shè)有分隔導(dǎo)流塊16，數(shù)目為3 10個；預(yù)混氣進(jìn)氣管與無焰燃燒室徑向夾角為0° 90° ；無焰燃燒室1墻體上布置有垂直于熱風(fēng)爐軸線的安裝在拱頂上與熱風(fēng)爐同軸心的熱風(fēng)出口管9 ；無焰燃燒室1下部與錐筒狀蓄熱室 2對接，錐筒狀蓄熱室中裝填有第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體3 (又稱抗粘附耐高溫蓄熱格子磚)，第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體的格孔是上部直徑大而下部直徑小的錐孔結(jié)構(gòu)， 上下孔徑差為3 10mm，格孔的孔間距與格孔直徑之比< 1. 75，第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體上有與格孔之間互通的溝槽或圓形凹槽，構(gòu)成格孔與格孔之間互通結(jié)構(gòu)，錐筒狀蓄熱室2下面為圓筒狀蓄熱室10，圓筒狀蓄熱室內(nèi)堆砌有與第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體 3結(jié)構(gòu)相同的第二格子磚蓄熱體4，用粘土質(zhì)耐材制作，耐溫程度控制在< 800°C，圓筒狀蓄熱室10下面是冷風(fēng)室11，冷風(fēng)室墻體上接有煙氣排出管12和冷風(fēng)進(jìn)口管13 ；第二格子磚蓄熱體4置于爐箅子14上，爐箅子下部有支撐爐箅子的支柱15，支柱固定在熱風(fēng)爐的剛性底座上，蓄熱體能起到煙氣流的均壓均流作用和增強(qiáng)傳熱的作用。所述的多孔組合塊體19是由耐高溫陶瓷材料(800-1400°C)燒制而成的蜂窩管狀結(jié)構(gòu)，孔徑為10 18mm，孔隙率> 50%，該多孔組合塊體的管狀孔的流通保持從上到下的方向，以便與下部格子磚孔的放置方向一致；所述的預(yù)混氣進(jìn)氣管5為1 9個，小型熱風(fēng)爐個數(shù)少，大型熱風(fēng)爐個數(shù)多；在采用多個預(yù)混氣進(jìn)氣管5時，為均勻?qū)ΨQ排列，相連接的射流預(yù)混器6的個數(shù)也對應(yīng)增加；所述的射流預(yù)混器6為同心漸縮套管結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)煤氣、空氣互引射混合，引射流速為40 50m/s，以保證兩種氣流的快速對流混合且互不串風(fēng)，防止煤氣或空氣倒灌進(jìn)入空氣或煤氣管路；所述的無焰燃燒室1與錐筒狀蓄熱室2之間，以及錐筒狀蓄熱室2與圓筒狀蓄熱室10之間，分別采用無應(yīng)力相互作用的迷宮結(jié)構(gòu)17、18實(shí)現(xiàn)相互連接，這樣無焰燃燒室1和錐筒狀蓄熱室2均須借助支撐環(huán)將其重力作用在爐殼側(cè)壁上， 而圓筒狀蓄熱室10的重量則支撐在熱風(fēng)爐的剛性底座上，無焰燃燒室、錐筒狀蓄熱室和圓筒狀蓄熱室三者之間在軸線方向均可實(shí)現(xiàn)上下自由滑移；所述的圓筒狀蓄熱室10中的爐箅子14之上堆砌的第二格子磚蓄熱體4和第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體3為錐形格孔， 且格孔互通，孔徑為Φ 15 Φ30πιπι，格孔的截面為圓形或正六邊形，其選擇與熱風(fēng)爐大小、 蓄熱室直徑、以及送風(fēng)要求相關(guān)；所述的無焰燃燒室1的側(cè)壁上有熱風(fēng)出口管9，熱風(fēng)出口管的中心線與熱風(fēng)爐軸線垂直；為了減小熱風(fēng)出口管內(nèi)應(yīng)力對無焰燃燒室的作用，熱風(fēng)出口管9與無焰燃燒室的連接為無應(yīng)力迷宮式連接。
本發(fā)明的外形為上小下大圓形瓶狀結(jié)構(gòu)，包含上部鍾罩形無焰燃燒室1，其內(nèi)被多孔組合塊體19充填，多孔組合塊體采用蜂窩管狀結(jié)構(gòu)，該組合塊體設(shè)置成管狀，孔的流通方向?yàn)閺纳系较?，與其下的格子磚磚孔流動方向一致，能使氣流在其中進(jìn)一步混合、預(yù)熱而著火燃燒，形成均勻向下的高溫?zé)煔饬?；無焰燃燒室1墻體上布置垂直熱風(fēng)爐軸線的預(yù)混氣進(jìn)氣管5，其通過射流預(yù)混器6與煤氣進(jìn)氣管7和空氣進(jìn)氣管8相連；無焰燃燒室1墻體上還布置垂直熱風(fēng)爐軸線的熱風(fēng)出口管9 ；預(yù)混氣進(jìn)氣管5在進(jìn)入無焰燃燒室1前由圓形截面變化為矩形截面，且?guī)в幸欢ǖ男薪嵌?；無焰燃燒室1與其下的錐筒狀蓄熱室2 連接，其中充分裝填第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體3，是由單位換熱面積較大的格子磚組成，格孔是上部直徑大而下部直徑小的錐形結(jié)構(gòu)或異型結(jié)構(gòu)、格孔截面為圓形或正六邊形等異形結(jié)構(gòu)，格孔直徑小于孔間距、孔與孔間有互通的結(jié)構(gòu)，以完成煙氣流的均壓均流作用；第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體也可以用耐高溫的異型耐火球，其直徑為60 IOOmm ； 錐筒狀蓄熱室2與其下的圓筒狀蓄熱室10對接，其內(nèi)堆砌與上述結(jié)構(gòu)相同的第二格子磚蓄熱體4，用粘土質(zhì)耐材制作，耐溫程度< 800°C ；其下再連接圓形杯狀的冷風(fēng)室11，墻體上接有煙氣排出管12，冷風(fēng)進(jìn)口管13 ；第二格子磚蓄熱體是放置在爐箅子14上，其下有支撐爐箅子的支柱15，固定在熱風(fēng)爐的剛性底座上。無焰燃燒室1與其下的錐筒狀蓄熱室2之間， 以及錐筒狀蓄熱室2與其下的圓筒狀蓄熱室10，之間分別采用無應(yīng)力相互作用的迷宮結(jié)構(gòu) 17、18實(shí)現(xiàn)相互連接，這樣無焰燃燒室1和錐筒狀蓄熱室2均須借助支撐環(huán)將其重力作用在爐殼側(cè)壁上，而圓筒狀蓄熱室10的重量則支撐在爐殼底板上，于是三者之間在軸線方向均可實(shí)現(xiàn)上下自由滑移。圓筒狀蓄熱室10中爐箅子14之上堆砌的第二格子磚蓄熱體4、第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體3的結(jié)構(gòu)是錐形格孔且格孔互通的格子磚，其孔徑為Φ 15 Φ30πιπι，也可以是其它蜂窩狀陶瓷結(jié)構(gòu)，即小孔為正六邊形或梅花形等，其選擇與熱風(fēng)爐大小、蓄熱室直徑、以及送風(fēng)要求相關(guān)。熱風(fēng)出口管9是布置在無焰燃燒室1的側(cè)壁上，其中心線與熱風(fēng)爐軸線垂直；為了減小熱風(fēng)管內(nèi)應(yīng)力對無焰燃燒室的作用，熱風(fēng)出口管9與其間的連接也采用無應(yīng)力相關(guān)的類似迷宮連接的方式。使用上述熱風(fēng)爐時，煤氣與空氣分別從煤氣進(jìn)氣管7和空氣進(jìn)氣管8進(jìn)入，經(jīng)過射流預(yù)混器6后變?yōu)轭A(yù)混氣流，再通過預(yù)混氣進(jìn)氣管5以低旋流方式進(jìn)入無焰燃燒室1，在其充填的多孔組合塊體中預(yù)熱而迅速完全燃燒，并形成均勻的高溫氣流向下進(jìn)入錐筒狀蓄熱室2內(nèi)的第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體3中，繼而以均勻的氣流分布進(jìn)入其下部圓筒狀蓄熱室10的第二格子磚蓄熱體4中，在充分均勻地?fù)Q熱之后進(jìn)入冷風(fēng)室11，由煙氣排出管 12進(jìn)入與熱風(fēng)爐的后部相連接的換熱裝置或直接進(jìn)入煙道。燃燒階段結(jié)束后，進(jìn)入送風(fēng)階段，高壓冷風(fēng)從冷風(fēng)進(jìn)口管13進(jìn)入，經(jīng)冷風(fēng)室后流入圓筒狀蓄熱室10的第二格子磚蓄熱體 4中，在其中經(jīng)格孔互通格子磚的調(diào)壓均流作用而變得分布均勻，再流經(jīng)錐筒狀蓄熱室2內(nèi)的第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體3中，部分流經(jīng)無焰燃燒室1中充填的多孔組合塊體而從側(cè)面的熱風(fēng)出口管9流出。鑒于第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體3接近無焰燃燒室1，且是殘余煤氣燃燒的場所，溫度接近燃燒溫度，于是熱風(fēng)溫度就能更加接近燃燒溫度，使得在低熱值煤氣燃燒下獲得高的熱風(fēng)溫度。由于送風(fēng)階段熱風(fēng)會流經(jīng)無焰燃燒室中的多孔組合塊體，使其溫度逐步達(dá)到熱風(fēng)溫度，并借助多孔組合塊體本身的質(zhì)量而儲蓄部分熱量，當(dāng)轉(zhuǎn)入燃燒階段時這部分熱量就成為初期預(yù)熱預(yù)混氣流的熱量，從而使得燃燒過程具有了自身預(yù)熱高強(qiáng)度燃燒的特征，這就有效提高了初期燃燒過程的燃燒溫度并能快速使燃燒過程在較高的溫度下進(jìn)行，有利于在相應(yīng)的燃燒時間內(nèi)將格子磚蓄熱體燒透(儲蓄更多的熱量)。這也就保證了送風(fēng)過程達(dá)到穩(wěn)定而持續(xù)輸送高風(fēng)溫的效果。 總之，本發(fā)明應(yīng)用射流混合原理實(shí)現(xiàn)進(jìn)入燃燒室氣流的快速預(yù)混合，利用多孔體完成預(yù)混氣流的自身預(yù)熱與迅速完全燃燒，在不需任何燃燒空間下直接進(jìn)入充填格子磚的蓄熱室中完成氣流與格子磚的高效傳熱。本發(fā)明以簡單而合理的結(jié)構(gòu)，有效地提高了燃燒器煤氣與空氣間的混合效果、克服氣體燃燒空間混合不均、燃燒不完全、火焰不穩(wěn)定、燃燒強(qiáng)度難提高、燃燒氣流速度分布不均勻、氣流結(jié)構(gòu)不可控等關(guān)鍵問題，有效地保證了熱風(fēng)爐能夠高效、高溫、均速、高熱強(qiáng)度、且安全與穩(wěn)定地運(yùn)行；繼而實(shí)現(xiàn)節(jié)省燃料、節(jié)約投資、降低廢氣溫度與排放量、減少環(huán)境污染的良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。
權(quán)利要求
1.一種煤氣與空氣射流混合多孔體中預(yù)熱燃燒的熱風(fēng)爐，其特征在于，鋼制外殼內(nèi)裝有不同規(guī)格的耐火材料砌筑而成的瓶狀結(jié)構(gòu)承壓的燃燒容器，燃燒容器由鍾罩形的無焰燃燒室(1)、多孔組合塊體(19)、射流預(yù)混器(6)、錐筒狀蓄熱室(2)、圓筒狀蓄熱室(10)、圓形杯狀的冷風(fēng)室(11)、爐箅子(14)及支撐(15)組成；無焰燃燒室(1)內(nèi)有多孔組合塊體 (19)，在無焰燃燒室(1)的豎直墻體上垂直熱風(fēng)爐軸線方向設(shè)置預(yù)混氣進(jìn)氣管(5)，預(yù)混氣進(jìn)氣管通過射流預(yù)混器(6)與煤氣進(jìn)氣管(7)和空氣進(jìn)氣管(8)相連；預(yù)混氣進(jìn)氣管(5)在進(jìn)入無焰燃燒室(1)空間之前氣流通道由圓形截面變化為矩形截面，截面的高寬比為2 4，預(yù)混氣進(jìn)氣管的進(jìn)氣口內(nèi)設(shè)有分隔導(dǎo)流塊(16)，數(shù)目為3 10個；預(yù)混氣進(jìn)氣管與無焰燃燒室徑向夾角為0° 90° ；無焰燃燒室(1)墻體上布置有垂直于熱風(fēng)爐軸線的安裝在拱頂上與熱風(fēng)爐同軸心的熱風(fēng)出口管(9)；無焰燃燒室(1)下部與錐筒狀蓄熱室(2)對接， 錐筒狀蓄熱室中裝填有第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體(3);第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體的格孔是上部直徑大而下部直徑小的錐孔結(jié)構(gòu)，上下孔徑差為3 10mm，格孔的孔間距與格孔直徑之比< 1. 75，第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體上有與格孔之間互通的溝槽或圓形凹槽，構(gòu)成格孔與格孔之間互通結(jié)構(gòu)；錐筒狀蓄熱室(2)下面為圓筒狀蓄熱室(10)，圓筒狀蓄熱室內(nèi)堆砌有與第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體(3)結(jié)構(gòu)相同的第二格子磚蓄熱體 (4)，用粘土質(zhì)耐材制作，耐溫程度控制在< 800°C ；圓筒狀蓄熱室(10)下面是冷風(fēng)室(11 )， 冷風(fēng)室墻體上接有煙氣排出管(12)和冷風(fēng)進(jìn)口管(13);第二格子磚蓄熱體(4)置于爐箅子 (14)上，爐箅子下部有支撐爐箅子的支柱(15)，支柱固定在熱風(fēng)爐的剛性底座上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣與空氣射流混合多孔體中預(yù)熱燃燒的熱風(fēng)爐，其特征在于，所述的多孔組合塊體(19)是由耐高溫陶瓷材料燒制而成的蜂窩管狀結(jié)構(gòu)，孔徑為10 18mm，孔隙率> 50%，該多孔組合塊體的管狀孔的流通保持從上到下的方向，以便與下部格子磚孔的放置方向一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣與空氣射流混合多孔體中預(yù)熱燃燒的熱風(fēng)爐，其特征在于，所述的預(yù)混氣進(jìn)氣管(5)為1 9個，在采用多個預(yù)混氣進(jìn)氣管(5)時，為均勻?qū)ΨQ排列，相連接的射流預(yù)混器(6 )的個數(shù)也對應(yīng)增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣與空氣射流混合多孔體中預(yù)熱燃燒的熱風(fēng)爐，其特征在于，所述的射流預(yù)混器(6)為同心漸縮套管結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)煤氣、空氣互引射混合，引射流速為 40 50m/s，保證兩種氣流的快速對流混合且互不串風(fēng)，防止煤氣或空氣倒灌進(jìn)入空氣或煤氣管路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣與空氣射流混合多孔體中預(yù)熱燃燒的熱風(fēng)爐，其特征在于，所述的無焰燃燒室(1)與錐筒狀蓄熱室(2 )之間，以及錐筒狀蓄熱室(2 )與圓筒狀蓄熱室(10)之間，分別采用無應(yīng)力相互作用的迷宮結(jié)構(gòu)(17、18)實(shí)現(xiàn)相互連接，這樣無焰燃燒室(1)和錐筒狀蓄熱室(2)均借助支撐環(huán)將其重力作用在爐殼側(cè)壁上，圓筒狀蓄熱室(10) 的重量支撐在熱風(fēng)爐的剛性底座上，無焰燃燒室、錐筒狀蓄熱室和圓筒狀蓄熱室三者之間在軸線方向均實(shí)現(xiàn)上下自由滑移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣與空氣射流混合多孔體中預(yù)熱燃燒的熱風(fēng)爐，其特征在于，所述的圓筒狀蓄熱室(10)中的爐箅子(14)之上堆砌的第二格子磚蓄熱體(4)和第一耐高溫防粘附格子磚蓄熱體(3)為錐形格孔，格孔互通，孔徑為Φ 15 Φ30πιπι，格孔的截面為圓形或正六邊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣與空氣射流混合多孔體中預(yù)熱燃燒的熱風(fēng)爐，其特征在于，所述的無焰燃燒室(1)的側(cè)壁上有熱風(fēng)出口管(9)，熱風(fēng)出口管的中心線與熱風(fēng)爐軸線垂直，熱風(fēng)出口管(9)與無焰燃燒室的連接為無應(yīng)力迷宮式連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及煤氣與空氣射流混合多孔體中預(yù)熱燃燒的熱風(fēng)爐，有效解決熱風(fēng)爐氣體混合不均勻，燃燒不充分及浪費(fèi)能源的問題，外殼內(nèi)的無焰燃燒室內(nèi)有多孔組合塊體，無焰燃燒室上的預(yù)混氣進(jìn)氣管通過射流預(yù)混器與煤氣進(jìn)氣管和空氣進(jìn)氣管相連，預(yù)混氣進(jìn)氣管內(nèi)有分隔導(dǎo)流塊，無焰燃燒室上有熱風(fēng)出口管，下部與錐筒狀蓄熱室對接，錐筒狀蓄熱室下面為圓筒狀蓄熱室，錐筒狀蓄熱室和圓筒狀蓄熱室內(nèi)有格子磚蓄熱體，圓筒狀蓄熱室下的冷風(fēng)室上有煙氣排出管和冷風(fēng)進(jìn)口管，格子磚蓄熱體置于爐箅子上，爐箅子下的支柱固定在底座上，本發(fā)明煤氣與空氣經(jīng)射流混合快速穩(wěn)定的高強(qiáng)度燃燒，有效降低制作成本，改善格子磚的傳熱與蓄熱效果。
文檔編號C21B9/04GK102277460SQ20111023685
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者陳維漢 申請人:陳維漢